生物谷报道：线虫是生物实验室中常用的一种模式动物，为生物学的发展贡献了很大的力量。一项新的研究显示，线虫可能是破解一个关键的生物学秘密的关键。这个谜团就是，我们为什么要睡觉。
来自美国宾夕法尼亚州大学医学院的研究人员在本周的《自然》杂志上公布说，线虫能够处于一种类似睡眠的状态。这项研究对了解睡眠的进化和目的以及动物的类似睡眠状态具有重要意义。
此外，这项研究的遗传分析工作为使用线虫来鉴定睡眠调节基因和睡眠疾病的药物靶标提供了新的线索。
文章的第一作者David M. Raizen博士与其他研究人员合作证实，线虫的发育期有一个行为静止的阶段。和人类在睡眠中很少对外界有反应一样，处于昏睡得线虫也是如此。在缺少睡眠的情况下，线虫也和人一样，能够更快、更深地入睡。
通过证实线虫也睡觉，Raizen和同事不断证实了睡眠在自然界中的普遍性，而且还提出了有关睡眠目的德假说。
因为昏睡时间与线虫生命周期中神经系统突触变化时间相一致，他们推测睡眠是神经系统弹性维持所需的一种状态。换句话说，为了让神经系统生长和变化，就必须有活动行为停止的时间。宾州的其他研究人员在动物中证实，突触变化发生在睡眠过程中，并且睡眠的剥夺导致这些突触变化的干扰。
另外，该研究组将线虫作物一个模型系统鉴定出一个调节睡眠的基因。这个基因编码一种蛋白质激酶，受小分子cyclic GMP的调节。该基因虽然之前有过研究，但却不知道它在睡眠调节中也起到一定作用。研究表明，这种基因在调节人类睡眠过程中起到一定的作用，并且为研制新的睡眠疾病药物开辟了新路。研究的负责人表示，这项研究的发现为睡眠功能研究开辟了全新的路线。
生物谷推荐原始出处：
Nature advance online publication 9 January 2008 | doi:10.1038/nature06535; Received 21 August 2007; Accepted 13 December 2007; Published online 9 January 2008
Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state
David M. Raizen1,2, John E. Zimmerman1, Matthew H. Maycock1, Uyen D. Ta1,2, Young-jai You5, Meera V. Sundaram3 & Allan I. Pack1,4
Center for Sleep and Respiratory Neurobiology,
Department of Neurology,
Department of Genetics,
Division of Sleep Medicine, Department of Medicine, University of Pennsylvania School of Medicine, 3400 Spruce Street, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA
Department of Molecular Biology, University of Texas Southwestern Medical Center, 6000 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75390-9148, USA
Correspondence to: David M. Raizen1,2 Correspondence and requests for materials should be addressed to D.M.R. (Email: raizen@mail.med.upenn.edu).
There are fundamental similarities between sleep in mammals and quiescence in the arthropod Drosophila melanogaster, suggesting that sleep-like states are evolutionarily ancient1, 2, 3. The nematode Caenorhabditis elegans also has a quiescent behavioural state during a period called lethargus, which occurs before each of the four moults4. Like sleep, lethargus maintains a constant temporal relationship with the expression of the C. elegans Period homologue LIN-42 (ref. 5). Here we show that quiescence associated with lethargus has the additional sleep-like properties of reversibility, reduced responsiveness and homeostasis. We identify the cGMP-dependent protein kinase (PKG) gene egl-4 as a regulator of sleep-like behaviour, and show that egl-4 functions in sensory neurons to promote the C. elegans sleep-like state. Conserved effects on sleep-like behaviour of homologous genes in C. elegans and Drosophila suggest a common genetic regulation of sleep-like states in arthropods and nematodes. Our results indicate that C. elegans is a suitable model system for the study of sleep regulation. The association of this C. elegans sleep-like state with developmental changes that occur with larval moults suggests that sleep may have evolved to allow for developmental changes.
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